Una bomba de circulación es un tipo específico de bomba que se utiliza para hacer circular gases , líquidos o lodos en un circuito cerrado con pequeños cambios de elevación. Se encuentran comúnmente haciendo circular agua en un sistema de calefacción o refrigeración hidrónico . Están especializadas en proporcionar un gran caudal en lugar de proporcionar mucha altura , ya que se supone que solo superan la fricción de un sistema de tuberías, a diferencia de una bomba centrífuga normal que puede necesitar elevar un fluido de manera significativa.
Las bombas de circulación que se utilizan en los sistemas hidrónicos suelen ser bombas centrífugas accionadas eléctricamente. En el ámbito doméstico, suelen ser pequeñas, selladas y con una potencia nominal de una fracción de caballo de fuerza , pero en aplicaciones comerciales su tamaño puede llegar a muchos caballos de fuerza y el motor eléctrico suele estar separado del cuerpo de la bomba mediante algún tipo de acoplamiento mecánico. Las unidades selladas que se utilizan en aplicaciones domésticas suelen tener el rotor del motor, el impulsor de la bomba y los cojinetes de soporte combinados y sellados dentro del circuito de agua. Esto evita uno de los principales desafíos que enfrentan las bombas más grandes de dos piezas: mantener un sello hermético en el punto donde el eje de transmisión de la bomba ingresa al cuerpo de la bomba.
Las bombas circuladoras de tamaño pequeño a mediano suelen estar sostenidas en su totalidad por las bridas de las tuberías que las unen al resto de la plomería hidrónica . Las bombas grandes suelen estar montadas sobre pedestales.
Las bombas que se utilizan únicamente para sistemas hidrónicos cerrados pueden fabricarse con componentes de hierro fundido , ya que el agua del circuito se desoxigenará o se tratará con productos químicos para inhibir la corrosión . Pero las bombas que tienen un flujo constante de agua potable oxigenada que fluye a través de ellas deben estar hechas de materiales más caros, como el bronce .
Las bombas de circulación se utilizan a menudo para hacer circular el agua caliente sanitaria de modo que un grifo proporcione agua caliente al instante cuando se la necesite o (para ahorrar más energía) poco tiempo después de que el usuario la solicite. En las regiones donde los problemas de conservación del agua están cobrando importancia debido a la rápida expansión y urbanización de las poblaciones, las autoridades locales del agua ofrecen descuentos a los propietarios y constructores que instalen una bomba de circulación para ahorrar agua. En las tuberías típicas de una vía sin bomba de circulación, el agua simplemente se conduce desde el calentador de agua a través de las tuberías hasta el grifo. Una vez que se cierra el grifo, el agua que queda en las tuberías se enfría, lo que produce la espera habitual para obtener agua caliente la próxima vez que se abre el grifo. Al agregar una bomba de circulación y hacer circular constantemente una pequeña cantidad de agua caliente a través de las tuberías desde el calentador hasta el accesorio más alejado y de regreso al calentador, el agua en las tuberías siempre está caliente y no se desperdicia agua durante la espera. La contrapartida es la energía desperdiciada en el funcionamiento de la bomba y la demanda adicional del calentador de agua para compensar el calor perdido de las tuberías constantemente calientes.
Si bien la mayoría de estas bombas se instalan cerca del calentador de agua y no tienen capacidad de temperatura ajustable, se puede lograr una reducción significativa en el consumo de energía utilizando una bomba de circulación controlada por termostato con temperatura ajustable instalada en el último accesorio del circuito. Las bombas de circulación controladas por termostato permiten a los propietarios elegir la temperatura deseada del agua caliente que se mantendrá dentro de las tuberías de agua caliente, ya que la mayoría de las casas no requieren agua a 120 °F (49 °C) de sus grifos al instante. Las bombas de circulación controladas por termostato se encienden y apagan para mantener la temperatura elegida por el usuario y consumen menos energía que una bomba que funciona de forma continua. Al instalar una bomba controlada por termostato justo después del accesorio más alejado del circuito, el bombeo cíclico mantiene el agua caliente lista hasta el último accesorio del circuito en lugar de desperdiciar energía calentando la tubería desde el último accesorio hasta el calentador de agua. La instalación de una bomba de circulación en el accesorio más alejado de un circuito de circulación de agua caliente a menudo no es factible debido al espacio disponible limitado, la estética, las restricciones de ruido o la falta de energía disponible. Los recientes avances en la tecnología de circulación de agua caliente permiten beneficiarse de un bombeo controlado por temperatura sin tener que instalar la bomba en el último accesorio del circuito de agua caliente. Estos avanzados sistemas de circulación de agua caliente utilizan una sonda de temperatura que entra en contacto con el agua, instalada estratégicamente en el último accesorio del circuito para minimizar el desperdicio de energía al calentar las largas tuberías de retorno. El aislamiento térmico aplicado a las tuberías ayuda a mitigar esta segunda pérdida y a minimizar la cantidad de agua que se debe bombear para mantener el agua caliente disponible de forma constante.
El sistema tradicional de recirculación de agua caliente utiliza la línea de agua fría existente como línea de retorno desde el punto de uso ubicado más alejado del tanque de agua caliente hasta el tanque de agua caliente. El primero de los dos tipos de sistema tiene una bomba montada en el calentador de agua caliente mientras que una válvula de control termostática "normalmente abierta" se instala en el accesorio más alejado del calentador de agua y se cierra una vez que el agua caliente entra en contacto con la válvula para controlar el flujo cruzado entre las líneas de agua caliente y fría. Un segundo tipo de sistema utiliza una bomba controlada termostáticamente que se instala en el accesorio más alejado del calentador de agua. Estas bombas controladas termostáticamente a menudo tienen una válvula de retención "normalmente cerrada" incorporada que evita que el agua de la línea de agua fría ingrese a la línea de agua caliente. En comparación con una línea de retorno dedicada, usar la línea de agua fría como retorno tiene la desventaja de calentar la tubería de agua fría (y el agua contenida). El monitoreo preciso de la temperatura y el control de flujo activo pueden minimizar la pérdida de agua fría dentro de la línea de agua fría.
Los avances tecnológicos en la industria permiten incorporar temporizadores para limitar las operaciones durante horas específicas del día para reducir el desperdicio de energía al operar solo cuando es probable que los ocupantes usen agua caliente. Los avances tecnológicos adicionales incluyen bombas que se encienden y se apagan cíclicamente para mantener la temperatura del agua caliente en comparación con una bomba de funcionamiento continuo que consume más energía eléctrica. Es posible reducir el desperdicio de energía y la incomodidad al evitar que se produzcan sifones en la línea de agua caliente en los sistemas de circulación de agua caliente de circuito abierto que utilizan la línea de agua fría para devolver el agua al calentador de agua. El sifón en la línea de agua caliente se produce cuando el agua de dentro de la línea de agua caliente se sifona o se fuerza hacia la línea de agua fría debido a las diferencias en la presión del agua entre las líneas de agua caliente y fría. El uso de una válvula solenoide "normalmente cerrada" reduce significativamente el consumo de energía al evitar el sifón de agua no caliente de las líneas de agua caliente durante el uso de agua fría. El uso de agua fría reduce instantáneamente la presión del agua en las líneas de agua fría, la mayor presión del agua en las líneas de agua caliente fuerza el agua a través de válvulas de cruce termostáticas "normalmente abiertas" y válvulas de retención antirreflujo (que solo evitan que el agua fría fluya hacia la línea de agua caliente), lo que aumenta la demanda de energía en el calentador de agua.
Es importante tomar nota del aumento de calor en el sistema de tuberías, que a su vez aumenta la presión del sistema. Las tuberías sensibles a las condiciones del agua (es decir, las de cobre y las de agua blanda) se verán afectadas negativamente por el flujo continuo. [ cita requerida ] Aunque se conserva el agua, la pérdida de calor parásita a través de las tuberías será mayor como resultado del aumento de calor que pasa a través de ellas.
Durante el funcionamiento de la bomba, se produce una caída del caudal de líquido en el centro del rotor, lo que provoca la entrada de líquido a través del puerto de succión. En caso de una disminución excesiva de la presión, en algunas partes del rotor, la presión puede ser inferior a la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido bombeado, lo que provoca la denominada cavitación , es decir, la evaporación del líquido. Para evitarlo, la presión en el puerto de succión (a la entrada de la bomba) debe ser superior a la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido mediante la altura neta positiva de succión (NPSH).
Los parámetros característicos de las bombas de circulación son los siguientes: capacidad Q, presión de la bomba ∆p (altura de impulsión ∆H), consumo de energía P con eficiencia del grupo de bomba η, velocidad de rotación del impulsor n, NPSH y nivel sonoro L. En la práctica, se utiliza la relación gráfica entre los valores Q, ∆ p(∆H), P y η. Estas se denominan curvas de la bomba. Se determinan mediante estudios cuya metodología está estandarizada. Estas curvas se especifican cuando se bombea agua con una densidad de 1000 kg/m3 y una viscosidad cinemática de 1 mm2/s. Cuando la bomba de circulación se utiliza para líquidos de diferente densidad y viscosidad, las curvas de la bomba deben recalcularse. Estas curvas se proporcionan en catálogos y en manuales de operación y mantenimiento, sin embargo, su carrera está sujeta a la garantía del fabricante de la bomba.
A partir del 1 de enero de 2013, los circuladores deben cumplir el reglamento europeo 641/2009. [1] [2] Este reglamento se enmarca en la política de ecodiseño de la Unión Europea.
